JPH01290971A - 内燃機関のクランク角検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は内燃機関のクランク角検出装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から、内燃機関の各種制御、例えば点火制御に、ク
ランク角検出装置が用いられている。

クランク角検出装置を用いて、点火制御を行うシステム
には、各種のものがあるが、最近では、機関回転に同期
して各気筒の特定行程における所定クランク角位置（ピ
ストンの所定基準位置）で基準パルス信号を出力する機
能のみを有するクランク角検出装置を用い、マイクロコ
ンピュータにより点火を時間制御する方式が増えている
（実願昭６２−１３３３０４号等参照）。

即ち、例えば第４図に示すように、前記基準パルス信号
の周期を計測し、前回周期Ｔａ−＋及び今回周期Ｔ、を
基に次回周期ＴＦを予測する。そして、次回周期ＴＦを
基に要求点火角度（点火時期）を時間に換算し、基準点
ｔ、からの点火時期までの時間τ２を求める。同様に要
求通電時間より基準点ｔ１から通電開始までの時間τｌ
を求める。

そして、基準点ｔ、よりτ１経過後に点火コイルへの通
電を開始し、τ２経過後に通電を遮断して高電圧を発生
させ点火栓による点火を行う。

このような方式とするのは、例えば基準クランク角度毎
の基準パルス信号と単位クランク角度毎の単位パルス信
号とを別々に２系続出力させ、点火時期を角度制御する
場合のように、センサ及び出力ラインを２系統必要とす
ることがなく、１系統のセンサ及び出力ラインのみで点
火時期制御を行え、コスト的に有利だからである。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、前述のように基準パルス信号のみに基づ
いて点火時期を時間制御するよう構成した場合には、前
回周＃Ｊ　’ｒ　−１と今回周期゛Ｆ７とから次回周期
Ｔ　Ｆを求めるために、周期Ｔが急変する始動時や急加
減時などにおける回転の立上がり又は立下がり一発目で
は、第４図に示すように、予測周期ＴＦと実際の周期Ｔ
とに大きなズｌノが生じ、点火時期の制御精度が悪化す
るという問題があった。

即ち、第４図に示すように、機関回転数の一定した定常
運転状態では周期Ｔが一定（Ｔ、、＝Ｔ、、）であり、
次回周期ＴＦもこの定常運転時と同様の周期となると予
測されることになるため、次回周期ＴＦが回転立上がり
の一発目であったときには、実際の周期よりも長い周期
が予測されることになり、逆に回転立下がりの一発目で
あったときには、実際の周期よりも短い周期が予測され
ることになる。従って、この予測結果に基づいて点火時
期が時間制御されると、回転立上がりの一発目であると
きには所望の点火時期よりも遅れて点火されることにな
ってしまい、逆に回転の立下がり一発［コであるときに
は所望の点火時期よりも速い時期に点火されることにな
っていたものである。

本発明は、Ｌ記問題点に鑑みなされたものであり、１ピ
ックアップ方式（センサ及び出力ライン１系統）とじな
力ぐら制御精度の良い内燃機関のクランク角検出装置を
提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 そのため本発明に係るクランク角検出装置では、内燃機
関のピストン所定基準位置を基準とする所定クランク角
範囲においてのみ、同一出力ライン上に、単位クランク
角度毎の検出信号を出力するよう構成した。

〈作用〉 かかる構成において、クランク角検出装置からは、同一
出力ライン上に検出信号が出力される構成であり、また
、検出信号はピストン所定基準位置を基準とする所定ク
ランク角範囲のみにおいて単位クランク角度毎に出力さ
れる。

従って、単位クランク角度毎の検出信号が出力される前
記所定クランク角範囲を、例えばピストンの上死点を基
準とする機関要求点火時期変化範囲に設定すれば、点火
時期を単位クランク角度毎に発生する検出信号に基づい
て角度制御することができ、然も、クランク角を検出す
るセンサ及び検出信号の出力ラインを１系統のみの構成
とすることが可能であってコスト面で有利となる。

〈実施例） 以下に本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係るクランク角検出装置ｌを示し、機
関１回転につき２回転する回転軸（例えばディストリビ
ュータシャフトあるいはカムシャフト）２にシグナルデ
ィスクプレート３を取付けてあり、このシグナルディス
クプレート３には周方向に等間隔で気筒数個（本実施例
は４気筒機関であるので、４個）のスリット群４を形成
しである。そして、シグナルディスクプレート３を挟ん
で、光電式ピックアップ５を構成する投光器（ＬＥＤ）
６と受光器（フォトダイオ−・ド）７とを設け、スリッ
ト群４を構成する複数のスリットを投光器６からの光が
通過するときの受光信号に基づき、検出信号を出力する
ようにしである。

ここで、前記スリット群４は、第２図に示すように、各
気筒のピストン所定基準位置としての上死点前７５°か
ら上死点前５°までのクランク角範囲（各気筒の圧縮」
二元点前のクランク角７０°範囲であり、要求点火時期
制御範囲に対応させである）において、単位角度である
クランク角１ａ巾相当のスリットをやはりｌ°間隔で設
けであるものであり、かかるスリットの通過光による検
出信号（スリット検出信号）が、クランク角１°毎に立
１がりと立下がりとを交互に繰り返すパルス信号となる
ようにしである。

このように、本実施例におけるクランク角検出装置１で
は、各気筒の圧縮上死点前７５°から圧縮上死点前５°
までの所定クランク角範囲でのみクランク角１°毎に立
上がりと立下がりとを交互に繰り返すパルス信号（１°
信号）を出力するものである。

このクランク角検出装置１からの信号は、マイクロコン
ピュータを内蔵したコントロールユニット８に入力され
、コントロールユニット８はクランク角検出装置ｌから
の信号に基づいてパワートランジスタ、点火コイル、点
火栓等から構成される装置 次に第３図のフローチャートに従ってコントロールユニ
ット８による点火制御を説明する。

第３図のフローチャートに示す点火時期制御ルーチンは
、クランク角検出装置１からのパルス信号の立上がり又
は立下がりで割込み実行されるものであり、ステップ１
（図にはＳｌと記してある。

以下同様）では、クランク角検出装置１から出力される
パルス信号の周期（パルス信号の立上がりから立下がり
まで又は立下がりから立上がりまでの時間）Ｔを計測す
る。

そして、次のステップ２では、前回計測した周期Ｔ−１
に比べ今回計測した周期Ｔが充分に小さく、今回のクラ
ンク角検出装ＩＩからのパルス信号がスリット群４の最
初のパルス信号に相当するものであると判定される場合
にはステップ４へ進み、それ以外ではステップ３へ進む
。

即ち、本実施例におけるクランク角検出装置ｌでは、各
気筒の圧縮上死点前の所定クランク角範囲でのみパルス
信号を出力する構成であり、スリット群４では前記周期
１゛が一定であるのに対し、スリット群４の間ではパル
ス信号が出力されないので、周期Ｔが段階的に大きく減
少した場合には前回周Ｍ　Ｔ　−　＋がスリット群４間
隔Ｔｂに相当し、今回の周期Ｔがクランク角１゜に相当
する検出パルス信号ＩＴａに相当するものであると推測
できるものであり、これによってスリット群４の最初の
パルス信号を特定できるものである。

スリット群４の最初のパルス信号、即ち、圧縮上死点前
の所定クランク角範囲になったことが検出されてステッ
プ４へ進むと、フラグを１に設定する。

次のステップ５では、クランク角検出装置１からのパル
ス信号の立下がり及び立上がり（１’信号）のカウント
を開始するや そして、次のステップ６では、ステップ５で開始したカ
ウント数が、例えば機関負荷及び機関回転数などの機関
運転状態に基づいて設定される点火時期に相当するカウ
ント数になったか否かを判定する。例えば、点火時期が
圧縮上死点前２５゜に設定されている場合には、スリッ
ト群４の最初から５０’回転した位置が点火時期に相当
することになるため、パルス信号の立下がり及び立上が
りをスリット群４の最初から５０’回転相当カウントす
ることによって点火時期を検出できるものである。

本実施例では、１゜信号が出力されるクランク角範囲を
、機関要求点火時期変化範囲に対応させてあるため、機
関運転状態に応じて設定される点火時期は、全て前述の
ように１゜信号をカウントすることによって検出するこ
とができる。

ステップ６で１゜信号のカウント数が点火時期相当にな
ったことが判定されると、ステップ７へ進んで点火（点
火コイルへの通電停止）を行わせた後ステップ８へ進み
、一方、ステップ６で１。

信号のカウント数が点火時期相当でないと判定されると
、ステップ７をジャンプしてステップ日へ進む。

ステップ８では、ステップ５で開始したカウント数がス
リット群４の全スリット検出総数ｎになったか否かを検
出する。ここで、カウント数が前記検出総数ｎに一致し
、スリット群４の最終位置であることが検出されたとき
には、ステップ９に進んでフラグをゼロに設定すること
により、次回においてステップ３からステップ１０へ進
んで通電時間設定が行われるようにする。また、カウン
ト数が前記検出総数ｎに一致してなく、未だスリット群
４の途中角度であるときには、ステップ９をジャンプし
てそのまま本ルーチンを終了させる。

ステップ２でスリット群４の最初でないと判定されてス
テップ３へ進むと、フラグの判定を行う。

ここで、フラグが１であると判定されたとき、即ち、ス
リット群４の途中であるときにはステップ４へ進み、前
述のようにステップ９でフラグがゼロに設定されるまで
ステップ４〜ステツプ７における点火制御ステップを繰
り返す。また、ステップ３でフラグがゼロであると判定
されたときには、ステップ１０へ進んで点火コイルへの
通電時間（通電開始時期）の設定を行う。

フラグがゼロであるのは、スリット群４間でありクラン
ク角検出装置ｌから検出パルス信号（１゜信号）が出力
されない状態であるので、現在のクランク角位置を特定
することができない。このため、本実施例では点火（通
電停止）されてから再度点火コイルへの通電を開始する
までを、スリット群４間隔′ｒｂの計測によってクラン
ク角を時間換算して時間制御するものであり、通電時間
はかかる時間制御によって決定される。

このように本実施例では、機関要求の点火時期変化範囲
でのみクランク角１°毎の検出信号を出力するようクラ
ンク角検出装置１を構成し、点火コイルへの通電開始時
期は時間制御するものの、点火時期（通電停止時期）は
クランク角検出装置１からの１°信号に基づいて角度制
御するようにした。このため、機関回転数が急変する始
動時や加減速時であっても、通電時間が所望時間に対し
て長短となることはあるが、点火時期が所望時期から大
きくズレることがなく、点火時期の制御精度が向上する
ものである。

以上のように本実施例のクランク角検出装置１によると
、光電式ピックアップ５の１系統によってスリット群４
を検出するものであり、かかる１系統の検出信号系によ
って点火時期制御を簡便に行えコストダウンを図ること
ができる。然も、スリット群４が要求点火時期変化範囲
に対応させであるので、点火時期をｌ°倍信号基づいて
角度制御できるものであり、点火時期の制御精度が確保
される。

尚、本実施例では、第２図に示すように、各気筒の上死
点をピストン所定基準位置として、かかる上死点前の所
定クランク角範囲で単位クランク角度毎の検出信号が出
力されるようにしたが１、ピストン所定基準位置は上死
点に限るものではなく、また、と死点前であっても単位
クランク角度毎に検出信号を出力するクランク角範囲は
ＢＴＤＣ５〜７５°に限るものではないことは明らかで
ある。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明に係るクランク角検出装置
によると、内燃機関のピストン所定基準位置を基準とす
る所定クランク角範囲においてのみ、同一出力ライン上
に、単位クランク角度毎の検出信号を出力するよう構成
したので、■ピックアップ方式の簡易な構成でありなが
ら、制御精度の良いクランク角制御が可能となるという
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すクランク角検出装置及
び点火制御装置の概略図、第２図は同上実施例における
検出信号の出力特性及び点火制御を示すタイムチャート
、第３図は同上実施例における点火時期制御ルーチンを
示すフローチャート、第４図は従来クランク角検出装置
の問題点を説明するためのタイムチャートである。 １・・・クランク角検出装置　　３・・・シグナルディ
スクプレート　　４・・・スリット群　　５・・・光電
式％式％ 特許出願人　日本電子機器株式会社 代理人　弁理士　笹　島　　富二雄 第１図 第２因 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関のピストン所定基準位置を基準とする所定ク
   ランク角範囲においてのみ、同一出力ライン上に、単位
   クランク角度毎の検出信号を出力するよう構成したこと
   を特徴とする内燃機関のクランク角検出装置。